Planten en bomen helpen elkaar om droge periodes te overleven. Dat doen ze door bladeren extra lang aan te houden en water uit diepere grondlagen pas laat te verbruiken. Hierdoor is een regenwoud beter bestand tegen droogte dan verwacht. Dit ontdekten onderzoekers door in een soort megakas een maandenlange droogte te simuleren.
Hoe een enkele plant- of boomsoort op droogte reageert, kun je vrij eenvoudig in een laboratorium onderzoeken. Maar zien hoe een heel ecosysteem verandert, is een lastiger verhaal. Verschillende soorten kunnen elkaar helpen of beconcurreren, en deze interacties zijn moeilijk te modelleren in een laboratorium. Je kunt ook kijken naar hoe een bos verandert tijdens droge periodes, maar dan zit je weer opgezadeld met invloeden van buitenaf waar je geen controle over hebt.
Megakas
Om deze beperkingen te omzeilen, verrichtte een internationaal team van tachtig wetenschappers een groot droogte-experiment in het enige volledig omsloten regenwoud ter wereld. Deze zogeheten Biosphere-2 in de Amerikaanse staat Arizona is drie hectare groot, en volledig omsloten door glazen wanden. De megakas biedt onderdak aan negentig verschillende soorten bomen en planten, en ligt vol met sensoren en meetapparatuur.
Hoe gevaarlijk zijn supervulkanen?
In het verleden stortten zogeheten supervulkanen de aarde meermaals in een desastreuze ‘vulkanische winter’. Gaat dat opnieuw gebeuren?
In deze kas simuleerden wetenschappers een droogte van 65 dagen. Om de exacte route van water en CO2 door het regenwoud in kaart te brengen, gebruikten ze stabiele isotopen. Isotopen zijn zwaardere of lichtere versies van hetzelfde atoom. Door bij monsters van planten de verhouding tussen ‘normaal’ en ‘verzwaard’ water te meten, konden de onderzoekers precies zien welke plant welke hoeveelheid water opnam. Ook konden ze heel exact meten hoeveel CO2 er was opgenomen.
Spaarstand
Grote bomen die slecht tegen droogte kunnen, zijn wat water betreft de grootverbruikers van het bos. Toen in de eerste fase van het experiment de bovenste grondlaag uitgedroogd raakte, verwachtten de wetenschappers dat deze bomen hun water uit diepere grondlagen zouden halen. In plaats daarvan gingen de bomen direct al in de spaarstand. Pas na zeer langdurige droogte spraken de bomen deze noodreserves aan.
Grote bomen die beter bestand zijn tegen droogte, hielden hun bladeren het langste aan. Daardoor hielden lagere planten meer schaduw en droogden ze minder snel uit.
Doordat droogtegevoelige bomen al vroeg drastisch sneden in hun verbruik, hoefden kleinere planten relatief weinig te bezuinigen. Kleine planten en droogtebestendige bomen herstelden in de maanden na de droogte ook het snelst. Bij de droogtegevoelige bomen trad er ook herstel op, maar veel langzamer. Hoewel het regenwoud stabieler was dan verwacht, had de droogte nog steeds grote nadelige gevolgen. Zo nam het bos 70 procent minder CO2 op uit de atmosfeer. Doordat regenwouden een belangrijke factor in de wereldwijde CO2 opname zijn, tikt dit verlies zwaar aan.
Microniveau
Plantenonderzoeker Gerard van der Linden van de Universiteit van Wageningen is in ieder geval enthousiast over het onderzoek. ‘Er zijn simpelweg maar heel weinig plekken op de wereld waar je met zo’n grote nauwkeurigheid een heel ecosysteem kunt onderzoeken. Dat ze in een ecosysteem van dit formaat zo precies konden zien waar al het water en de koolstof heen ging, en ook naar de verschillende grondlagen keken, is zeker baanbrekend.’
Volgens Van der Linden zou een interessant vervolgonderzoek zijn om te kijken naar hoe het bodemleven op microniveau verandert. ‘Ondergronds wisselen de wortelstelsel van bomen en planten stofjes uit met schimmels en bacteriën. De bodemsamenstelling heeft daardoor veel invloed op de ontwikkeling van een bos. Het zou daarom interessant zijn om te kijken naar hoe verschillende micro-organismen in de bodem van zo’n ecosysteem reageren op de droogte.’
